(57)【要約】【課題】外界の状況をより簡便に検出することを可能にする光ファイバセンサおよびそれを用いた測定装置を提供する。【解決手段】コア中で光を伝送する光ファイバ部２０aの先端に、光ファイバ部２０aのコアとは径が異なるヘテロ・コア部を融着接合して、ヘテロ・コア部によるセンサ部４を先端に有するティップ（tip）型光ファイバセンサ９を構成する。このティップ型光ファイバセンサ９の光ファイバ部２０a側の端部に光源１を接続し、光源１から光ファイバ部２０aに入射しセンサ部４において測定媒質MDとの間で相互作用を受けた戻り光を、光ファイバカプラ２により分岐させ、フォトダイオードまたはスペクトルアナライザ６によって受光させて、光ファイバセンサ測定装置１００を構成する。【選択図】図１
2005121461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア中で光を伝送する光ファイバ部と、
前記光ファイバ部の先端に融着接合される光透過性部材を含み、当該光ファイバ部が伝送する光の少なくとも一部を前記コアの外部に導いて当該光のモードの規定を解除し、モードの規定が解除された光が前記コア中に戻るモード規定解除手段と
を有する光ファイバセンサ。
【請求項２】
前記モード規定解除手段は、前記光ファイバ部の前記コアとは径が異なり当該コアを伝わった光を伝送可能な光伝送コアを備え、前記光ファイバ部の長さと比較して短いヘテロ・コア部である
請求項１に記載の光ファイバセンサ。
【請求項３】
コア中で光を伝送する光ファイバ部と、
前記光ファイバ部の前記コアとは径が異なり当該コアを伝わった光を伝送可能な光伝送コアを備え、前記コアを伝わった光の少なくとも一部を前記コアと前記光伝送コアとの境界から前記コアの外部に導く、前記光ファイバ部の長さと比較して短いヘテロ・コア部と
を有し、
前記光ファイバ部の先端に前記へテロ・コア部を融着接合した
光ファイバセンサ。
【請求項４】
前記ヘテロ・コア部の表面側に設けられ、当該表面における前記ヘテロ・コア部中の光の反射により表面プラズモンを発生する金属膜
をさらに有する請求項２または３に記載の光ファイバセンサ。
【請求項５】
前記へテロ・コア部の表面側に、前記へテロ・コア部の外部の検出対象物と選択的に反応して当該反応に応じた変化を前記へテロ・コア部中の光にもたらす検出薬を固定化して設けた
請求項２または３に記載の光ファイバセンサ。
【請求項６】
前記へテロ・コア部の前記光ファイバ部に融着接合されている端部とは反対側の端部の表面に、前記へテロ・コア部中の光を反射して前記光ファイバ部側へ戻す反射手段をさらに設けた
請求項２〜５のいずれかに記載の光ファイバセンサ。
【請求項７】
コア中で光を伝送する光ファイバ部と、
前記光ファイバ部の先端に融着接合される光透過性部材を含み、当該光ファイバ部が伝送する光の少なくとも一部を前記コアの外部に導いて当該光のモードの規定を解除し、モードの規定が解除された光が前記コア中に戻るモード規定解除手段と
を有する光ファイバセンサと、
前記光ファイバセンサの前記光ファイバ部側の端部に接続され、当該光ファイバセンサの前記コアに光を出射する光源と、
前記モード規定解除手段において前記モード規定解除手段の外部との相互作用を受けて前記コアを介して前記光源側に戻ってきた戻り光の直接的な強度を検出する光検出手段と
を有する測定装置。
【請求項８】
前記モード規定解除手段は、前記光ファイバ部の前記コアとは径が異なり当該コアを伝わった光を伝送可能な光伝送コアを備え、前記光ファイバ部の長さと比較して短いヘテロ・コア部である
請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
コア中で光を伝送する光ファイバ部と、
前記光ファイバ部の前記コアとは径が異なり当該コアを伝わった光を伝送可能な光伝送コアを備え、前記コアを伝わった光の少なくとも一部を前記コアと前記光伝送コアとの境界から前記コアの外部に導く、前記光ファイバ部の長さと比較して短いヘテロ・コア部と
を有し、
前記光ファイバ部の先端に前記へテロ・コア部を融着接合した光ファイバセンサと、
前記光ファイバセンサの前記光ファイバ部側の端部に接続され、当該光ファイバセンサの前記コアに光を出射する光源と、
前記ヘテロ・コア部において当該ヘテロ・コア部の外部との相互作用を受けて前記コアを介して前記光源側に戻ってきた戻り光の直接的な強度を検出する光検出手段と
を有する測定装置。
【請求項１０】
前記ヘテロ・コア部の表面側に設けられ、当該表面における前記ヘテロ・コア部中の光の反射により表面プラズモンを発生する金属膜
をさらに有する請求項８または９に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記へテロ・コア部の表面側に、前記へテロ・コア部の外部の検出対象物と選択的に反応して当該反応に応じた変化を前記へテロ・コア部中の光にもたらす検出薬を固定化して設けた
請求項８または９に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記へテロ・コア部の前記光ファイバ部に融着接合されている端部とは反対側の端部の表面に、前記へテロ・コア部中の光を反射して前記光ファイバ部側へ戻す反射手段をさらに設けた
請求項８〜１１のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１３】
前記光検出手段が検出した前記戻り光の強度に基づいて、前記光ファイバセンサの外部の環境の所定の特性を測定する測定手段
をさらに有する請求項７〜１２のいずれかに記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの先端部において外界の状況を検出するティップ（tip）型の光ファイバセンサ、およびそれを用いた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、液体の検知やその液体の濃度の検出等の目的のために光ファイバを利用する試みが知られている。
光ファイバを利用したセンサの一種として、光ファイバの中途部に、コア径が異なるヘテロ・コア部と呼ばれる部分を融着接合して設けたヘテロ・コア型の光ファイバセンサが知られている。ヘテロ・コア部を設けることにより、センシングに用いる光とセンサの外部との相互作用をより発生させ易くなる。
たとえば、特許文献１に、ヘテロ・コア型の光ファイバセンサの一例が開示されている。
【０００３】
特許文献１においては、光ファイバの先端にヘテロ・コア部を融着接合している。そして、先端にヘテロ・コア部が接合されたこのヘテロ・コア型光ファイバセンサの光ファイバ側の端部を、OTDR（Optical Time-Domain Reflectometer）に接続している。
OTDRからヘテロ・コア型光ファイバセンサへ光を入射し、ヘテロ・コア部において発生する後方散乱光の強度をOTDRによって測定することにより、後方散乱光の強度変化に応じて、液体の存在やその液体の濃度等の外界の状況を検出することができる。
【特許文献１】特開２００２−３５０３３５号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、OTDRを用いて測定した後方散乱光を利用してセンシングを行なうことのみが開示および示唆されており、たとえば、以下のような不都合を回避することは困難であると考えられる。
たとえば、OTDRは微弱な後方散乱光を増幅して測定に用いる装置である。そのためOTDRは高価であり、OTDRを用いた場合にはセンサシステム全体のコスト低減化は困難になる。また、微弱な後方散乱光を用いるため、ある程度精密なセッティングが必要であり、簡便にセンシングが可能であるとは言い難い。後方散乱光を用いる場合には、フレーネル（Fresnel）反射による光と後方散乱光とを区別する必要もあり、センシング結果を直接的に簡便に得ることは困難である。
【０００５】
本発明の目的は、外界の状況をより簡便に検出することを可能にする光ファイバセンサを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記の光ファイバセンサを用いて、外界の状況をより簡便に検出して所定の特性を測定することが可能であり、かつ、製造も容易な測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光ファイバセンサは、コア中で光を伝送する光ファイバ部と、当該光ファイバ部の先端に融着接合される光透過性部材を含み、当該光ファイバ部が伝送する光の少なくとも一部を前記コアの外部に導いて当該光のモードの規定を解除し、モードの規定が解除された光が前記コア中に戻るモード規定解除手段とを有する光ファイバセンサである。
【０００７】
または、本発明に係る光ファイバセンサは、コア中で光を伝送する光ファイバ部と、当該光ファイバ部の前記コアとは径が異なり当該コアを伝わった光を伝送可能な光伝送コアを備え、前記コアを伝わった光の少なくとも一部を前記コアと前記光伝送コアとの境界から前記コアの外部に導く、前記光ファイバ部の長さと比較して短いヘテロ・コア部とを有し、前記光ファイバ部の先端に前記へテロ・コア部を融着接合した光ファイバセンサの構造であってもよい。
【０００８】
本発明に係る測定装置は、コア中で光を伝送する光ファイバ部と、当該光ファイバ部の先端に融着接合される光透過性部材を含み、当該光ファイバ部が伝送する光の少なくとも一部を前記コアの外部に導いて当該光のモードの規定を解除し、モードの規定が解除された光が前記コア中に戻るモード規定解除手段とを有する光ファイバセンサと、前記光ファイバセンサの前記光ファイバ部側の端部に接続され、当該光ファイバセンサの前記コアに光を出射する光源と、前記モード規定解除手段において前記モード規定解除手段の外部との相互作用を受けて前記コアを介して前記光源側に戻ってきた戻り光の直接的な強度を検出する光検出手段とを有する測定装置である。
【０００９】
または、本発明に係る測定装置は、コア中で光を伝送する光ファイバ部と、当該光ファイバ部の前記コアとは径が異なり当該コアを伝わった光を伝送可能な光伝送コアを備え、前記コアを伝わった光の少なくとも一部を前記コアと前記光伝送コアとの境界から前記コアの外部に導く、前記光ファイバ部の長さと比較して短いヘテロ・コア部とを有し、前記光ファイバ部の先端に前記へテロ・コア部を融着接合した光ファイバセンサと、前記光ファイバセンサの前記光ファイバ部側の端部に接続され、当該光ファイバセンサの前記コアに光を出射する光源と、前記ヘテロ・コア部において当該ヘテロ・コア部の外部との相互作用を受けて前記コアを介して前記光源側に戻ってきた戻り光の直接的な強度を検出する光検出手段とを有する測定装置の構造であってもよい。
【００１０】
本発明においては、光ファイバ部の一端部に光源と測定装置とが接続される。光ファイバ部は、光源から入射された光をコア中において伝送する。光ファイバ部の他端部に、たとえば、光ファイバ部のコアとは径が異なりこのコアを伝わった光を伝送可能な光伝送コアを備え、光ファイバ部の長さと比較して短いヘテロ・コア部等のモード規定解除手段が融着接合される。ヘテロ・コア部等のモード規定解除手段は、光ファイバ部のコアを伝わった光の少なくとも一部を、このコアの外部に導いてコア中における光のモードの規定を解除する。モードの規定を解除された状態で外部との相互作用を受けた光は、コアを介して光ファイバ部中において再び伝送され、光源側へ戻ってくる。光ファイバ部における光源側に接続されている測定装置は、この戻り光の直接的な強度を検出する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定対象とする外界の特性を簡便に検出して測定可能な光ファイバセンサと測定装置とを容易に提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら述べる。
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るティップ（tip）型の光ファイバセンサを用いた測定装置の概略構成図である。
図１に示すティップ型光ファイバセンサ測定装置１００は、光源１と、光分岐装置２と、光ファイバセンサ９と、参照光検出器５と、信号検出器６と、測定演算器７とを有する。
本発明における光検出手段の一実施態様が信号検出器６に相当する。また、本発明における測定手段の一実施態様が測定演算器７に相当する。
【００１４】
光源１は光ファイバ部２０dにより光分岐装置２に接続されており、信号検出器６は光ファイバ部２０eにより光分岐装置２に接続されている。
また、光ファイバセンサ９は光ファイバコネクタ３を介して光ファイバ部２０bに接続されており、この光ファイバ部２０bがさらに光分岐装置２に接続されている。
参照光検出器５は、光ファイバ部２０cを介して光分岐装置２に接続されている。
【００１５】
光ファイバセンサ９は、光ファイバ部２０aの一端部にセンサ部４を有している。光ファイバ部２０aの他端部が光ファイバコネクタ３を介して光ファイバ部２０bに接続される。
【００１６】
光ファイバ部２０a〜２０eは、各々光ファイバを用いて構成される。光ファイバ部２０a〜２０eを構成する光ファイバには、シングルモード光ファイバを用いてもよいし、マルチモード光ファイバを用いてもよい。光ファイバ部２０a〜２０eを構成する光ファイバは、それぞれ種類が異なっていてもよい。
【００１７】
また、光ファイバ部２０a〜２０eの長さは、それぞれ適宜決めることができる。たとえば、研究室や実験室において測定対象試料中の測定対象物の定量を行なう場合では、それぞれ数十cmの長さにすればよい。光源１とセンサ部４との距離を離す必要がある場合には、たとえば、光ファイバ部２０bまたは光ファイバ部２０dの長さを長くすればよい。使用形態に応じて、各光ファイバ部２０a〜２０eは数百mの長さとすることも可能である。
【００１８】
信号検出器６と測定演算器７、および光源１と測定演算器７とは、それぞれ信号線によって接続される。
たとえば図１に示すように、光源１と信号検出器６と測定演算器７とを一つにまとめて、測定器８として構成してもよい。
【００１９】
光源１としては、複数の波長の光を含む光を発する多波長光源と、任意の波長の単色光を発する単一波長光源のいずれをも使用可能である。多波長光源としては、たとえば、白色光源を用い、単一波長光源としては、たとえば、発光ダイオード（Light Emitting Diode：LED）やレーザーダイオード（Laser Diode：LD）を用いる。
光源１は、光ファイバセンサ９を用いた測定のための光LT１を光分岐装置２に出力する。
【００２０】
光分岐装置２は、たとえば、光ファイバカプラなどのような、１つの入力ポートに光が入射した場合に、その光が複数の出力ポートに分岐して出力される装置により実現する。
本実施形態においては、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し融着延伸法によって製作された２×２光ファイバカプラを用いる。この２×２光ファイバカプラにおいて、１つの入力ポートに入力された光は、２つの出力ポートに分岐されて出力される。
また、この光ファイバカプラにおいては、光の入出力方向を変更すれば、出力ポートは入力ポートとして機能し、入力ポートは出力ポートとして機能するものとする。
【００２１】
光ファイバコネクタ３には、たとえば、光ファイバ同士の接続に使用される市販のコネクタを用いる。この光ファイバコネクタ３は、光ファイバセンサ９の光ファイバ部２０aと、光ファイバ部２０bとの接続に用いる。光ファイバ部２０bの先端に直接センサ部４を設けて光ファイバセンサを製造した場合には、この光ファイバコネクタ３は不要である。
【００２２】
光ファイバセンサ９は、光分岐装置２、光ファイバ部２０b、光ファイバ部２０aを介して光源１から入力されたLT２光を、センサ部４において光ファイバセンサ９の外界と相互作用させ、外界の状況を検出する。
光ファイバセンサ９の構成および機能の詳細については後述する。
【００２３】
参照光検出器５は、光分岐装置２によって光源からの光LT１から分岐された参照光LT５を検出する。
参照光検出器５は、たとえば、フォトダイオードやスペクトルアナライザ（分光器）によって実現する。
参照光検出器５が検出する参照光LT５は、光源１からの光LT１の時間変動等の不安定性をキャンセルするための参照（リファレンス）として用いる。そのため、光源１の安定性を考慮しない精度の測定であれば、参照光検出器５は不要であり、また、光分岐装置２において参照光検出器５へ光を分岐させるための出力ポートも必要ない。
【００２４】
信号検出器６は、光ファイバセンサ９において光ファイバセンサ９の外部の環境（外界）と相互作用を受けて光ファイバ部２０bおよび光分岐装置２を介して光源１側へ戻ってきた戻り光を、光ファイバ部２０eを介して受光する。
信号検出器６により、上記の戻り光の強度が検出される。即ち、信号検出器６は、光ファイバセンサ９からの戻り光の直接的な強度を検出する。
信号検出器６は、検出した光の強度のデータ信号SG１を測定演算器７に送信する。
【００２５】
信号検出器６としては、たとえば、スペクトルアナライザや、フォトダイオードを用いた受光回路を使用し、光源１の種類に応じてこれらの検出器を使い分ける。たとえば、光源１に白色光源を用いる場合には、白色光源からの光に含まれる各波長の光のそれぞれの強度を検出するためにスペクトルアナライザを用いる。光源１にLEDやLD等の単一波長光源を用いる場合には、フォトダイオードを用いた受光回路で十分である。フォトダイオードを用いた受光回路を、パワーメータと呼ぶこともある。
【００２６】
測定演算器７は、たとえば、CPU（Central Processing Unit）等の処理回路とその駆動のためのプログラムによって実現する。
測定演算器７は、信号検出器６から送信されるデータ信号SG１に基づいて、光ファイバセンサ９を用いた測定対象の測定値を算出する。言い換えれば、測定演算器７は、データ信号SG１が表わす光の強度の情報を、この強度を用いた所定の演算により、光ファイバセンサ９の外界における測定対象の存在や、その濃度、酸性度等の特性の情報に変換する。このような測定目的に応じた変換のためのプログラムが測定演算器７には含まれている。
【００２７】
また、測定の自動化のために、測定演算器７から光源１に制御信号SG２を出力させて、光源１のオン・オフや光の強度・種類等を測定演算器７に制御させる構成としてもよい。
【００２８】
以下、光ファイバセンサ９について詳細に述べる。
図２は、第１実施形態に係る光ファイバセンサ９の構成を示すための、光ファイバセンサ９のセンサ部４近傍での長手方向の断面図である。図２の（a）〜（c）のそれぞれは、センサ部４の構造がそれぞれ異なる光ファイバセンサをそれぞれ示している。
本実施形態に係る光ファイバセンサ９は、光ファイバ部２０aと、センサ部４とを有する。
光ファイバ部２０aは、コア２１と、その周りに積層されるクラッド２２とを有する。光源１からの光はコア２１に入射される。
また、本実施形態に係るセンサ部４は、ヘテロ・コア部３０と、金属膜５０と、反射膜６０とを有する。
【００２９】
本発明におけるモード規定解除手段の一実施態様がヘテロ・コア部３０である。
また、本発明における反射手段の一実施態様が反射膜６０である。
本実施形態に係る光ファイバセンサ９は、光ファイバ部２０aの光源１側に配置される端部とは反対側の端部に、数mmから数cmの光ファイバ部２０aの長さと比較して短いヘテロ・コア部３０を接続して構成している。したがって、光ファイバセンサ９は、センサ部４を構成するヘテロ・コア部３０が先端に存在するティップ型の光ファイバセンサとなっている。
【００３０】
図２（a），（b）には、光ファイバ部２０aと同じく、コア３１と、その周りに積層されたクラッド３２とを有するヘテロ・コア部３０が示されている。コア３１の径blが光ファイバ部２０aのコア２１の径alよりも小さいヘテロ・コア部３０が図２（a）に示されており、径blが径alよりも大きいヘテロ・コア部３０が図２（b）に示されている。
このように、コア３１の径blが光ファイバ部２０aのコア２１の径alと異なっているため、コア３１およびクラッド３２とはヘテロ・コア部と呼ばれる。
なお、コア２１の屈折率はクラッド２２の屈折率よりもわずかに大きく、コア３１の屈折率はクラッド３２の屈折率よりもわずかに大きい。
コア３１とクラッド３２とはいずれも光透過性部材であり、光を伝送させることが可能である。
【００３１】
図２（a）に示すヘテロ・コア部３０においては、コア３１の径blはコア２１の径alよりも十分に小さく、たとえば、al＝５０μm、bl＝３μmであるとする。
図２（b）に示すヘテロ・コア部３０においては、コア３１の径blはコア２１の径alよりも十分に大きく、たとえば、al＝５０μm、bl＝９０μmであるとする。
また、ヘテロ・コア部３の長さclは、たとえば、１０mmとする。
【００３２】
また、図２（c）に示すように、たとえば、光ファイバ部２０aのクラッド２２と同等の屈折率を持ち光を伝送することが可能な光透過性部材３００を、ヘテロ・コア部３０の代わりに用いることも可能である。このような光透過性部材３００も、コア径blが０である、一種のヘテロ・コア部であるとみなすことができる。
【００３３】
光ファイバ部２０aとヘテロ・コア部３０または光透過性部材３００とは、長手方向に直交する界面４０aにおいて、長手方向に沿って同軸に接合されている。ヘテロ・コア部３０を光ファイバ部２０aに接合する場合には、ヘテロ・コア部３０のコア３１と光ファイバ部２０aのコア２１とが接触するようにする。
以上の接合には、好適には、汎用化されている放電による融着手法を用いる。
【００３４】
光ファイバ部２０aおよびヘテロ・コア部３０としては、シングルモード光ファイバおよびマルチモード光ファイバのいずれをも使用可能であり、これらを組み合わせて使用してもよい。
以下では、たとえば、コア径alが約５０μmのマルチモード光ファイバ（大崎電気社製）を用いた光ファイバ部２０aに、コア径blが約３μmのシングルモード光ファイバ（Newport社製，F-SA）を用いたヘテロ・コア部３０を接合した場合を一例として挙げて述べる。
【００３５】
ヘテロ・コア部３０が存在することにより、光ファイバ部２０aのコア２１内を伝わってきた光の少なくとも一部は界面４０aにおいてコア２１の外部へリークする。コア２１の外部へ導かれてリークした光の少なくとも一部はヘテロ・コア部３０のクラッド３２内を伝わる。このとき、ヘテロ・コア部３０のクラッド３２内においては、光ファイバ部２０aのコア２１内における光のモードの規定は解除され崩される。
ヘテロ・コア部３０において光のモードの規定が解除されることは、光ファイバ部２０aとヘテロ・コア部３０として用いられる光ファイバの種類がシングルモード光ファイバであるかマルチモード光ファイバであるかに関わらず発生する。
【００３６】
図３は、図２（a）に示すようなコア径blがコア径alよりも小さいセンサ部４を拡大して示した模式的な断面図である。ただし、図３において、図解の明瞭さのために光ファイバ部２０aのコア２１とヘテロ・コア部３０のクラッド３２とにおけるハッチングは省略している。
【００３７】
金属膜５０は、ヘテロ・コア部３０の表面側を被覆するように任意の方法によってコーティングする。本実施形態においては、たとえば、ヘテロ・コア部３０の外側表面に蒸着によりクロム（Cr）の膜５０aを形成し、このクロム膜５０a上に蒸着により金（Au）の膜５０bを形成して金属膜５０を形成する。
クロム膜５０aの膜厚FW１は、たとえば、数nm程度である。金膜５０bの膜厚FW２は、たとえば、数十nm程度である。
【００３８】
詳細には後述するように、ヘテロ・コア部３０の内部における光がヘテロ・コア部３０と金属膜５０との境界において反射することにより、表面プラズモンが発生する。
たとえば、銀（Ag）やアルミニウム（Al）等の他の金属を用いて金属膜５０を形成してもよい。
【００３９】
第１実施形態においては、ヘテロ・コア部３０のうち光ファイバ部２０aに融着接合されている端部とは反対側の端部の表面に、反射膜６０をさらに設けている。
反射膜６０は、たとえば、銀を蒸着することにより形成する。
反射膜６０の膜厚dlは、ヘテロ・コア部３０内の光を光ファイバ部２０a側に十分に反射することができる程度の厚さとする。たとえば、膜厚dlは数百nm程度である。
ヘテロ・コア部３０内の光を光ファイバ部２０a側に十分に反射させることができれば、銀等の金属以外の物質を用いて反射膜６０を形成してもよい。
反射膜６０によりヘテロ・コア部３０の先端が鏡面状になっていることにより、ヘテロ・コア部３０内の光が先端において反射し易くなり、より多くの光が光ファイバ部２０a側へ戻るようになる。
【００４０】
ここで、本実施形態に係る測定装置１００を用いた測定について述べる。表面プラズモンを発生させる金属膜５０を有する光ファイバセンサ９は様々な物理的、化学的特性測定に利用可能であるが、以下では、グリセリンの濃度を測定する場合を一例として挙げる。
【００４１】
本実施形態に係るセンサ部４は、たとえば、図１に示すように、測定対象物としてのグリセリンが含有されている溶液等の測定媒質MD中に浸漬される。
この状態において、光源１から測定用の光を出射させる。
図１に示すように、光源１から出射された光LT１は、光ファイバ部２０dを介して光分岐装置２に入射する。
【００４２】
光LT１は、光分岐装置２により２つの光に分岐される。一方の光LT２は、光ファイバ部２０bと光ファイバセンサ９の光ファイバ部２０aとを介して、センサ部４に到達する。もう一方の光LT５は、参照光として光ファイバ部２０cを介して参照光検出器５に入射する。
【００４３】
光ファイバ部２０aのコア２１内においては、光LT２は光ファイバの通常の性質から複数のモードが形成された光として伝わる。光ファイバ部２０aによって伝送される光のモードは、コア２１とクラッド２２との境界における光の反射角として模式的にとらえることも可能である。光のモードを反射角ととらえた場合には、光ファイバ部２０aにおける光の反射角は、非常に多くの離散的な角度であると考えることができる。図３において、この複数のモードが形成された光を光LTMとして表わす。
なお、本実施形態においては光源１から光ファイバ部２０aに入射させた光の強度変化を利用して測定するため、１つの波長に対するモード群の合算の光強度のみを考慮すれば十分である。
【００４４】
多様なモードである光LTMは、界面４０aを通過してヘテロ・コア部３０のクラッド３２に入射するときに、モードの規定が解除されてモードが崩される。言い換えれば、ヘテロ・コア部３０内においては、図３に示すように、クラッド３２と金属膜５０との境界において光が様々な反射角度で伝わるようになる。これは、光LTMがヘテロ・コア部３０へ入射するときに、モード形態を決定付ける様々な条件（コア径・屈折率・屈折率分布）が変化することと、モード形成の一つの要因であるファイバ長がヘテロ・コア部３０の長さでは不十分であること、に起因すると考えられる。したがって、あるモードに規定されていた光LTMがヘテロ・コア部３０に入射すると、そのモードの規定が解除されてモードが崩され、図３に示すような様々な反射角度で反射する、モードが崩された光LTUとなってクラッド３２内を伝わる。
【００４５】
ヘテロ・コア部３０のクラッド３２と金属膜５０との境界において光が反射する際には、クラッド３２内の光と金属膜５０との間において相互作用が発生し、光の反射率に影響が現れ、反射率が変化する。大部分の場合には、光の反射率が低下して反射光の強度が減少する。この反射率の変化は、金属膜５０が存在しない場合にも発生する可能性はあるが、金属膜５０を設けた場合には表面プラズモン共鳴（Surface Plasmon Resonance：SPR）と呼ばれる現象により反射率の変化をより大きくすることができ、光の強度変化の測定を容易化することができる。表面プラズモン共鳴現象については、たとえば、『笠井，「表面プラズモン共鳴（SPR）を利用したバイオセンサー」蛋白質  核酸  酵素，Vol.３７，No.１５（１９９２年）p2977-2984』等の文献を参照されたい。
クラッド３２内の光の反射率は、金属膜５０が存在する場合には金属膜５０に接している物質の屈折率、光吸収率に応じて変化する。金属膜５０が存在しない場合には、クラッド３２の外側表面に付着している物質の屈折率、光吸収率に応じて反射率が変化する。したがって、ヘテロ・コア部３０において反射した光の強度を測定することによって、センサ部４の外界に存在する物質の屈折率、光吸収率等の特性を知ることができる。たとえば、測定媒質MD中のグリセリンの濃度を知ることができる。
【００４６】
モードが崩れた光LTUが金属膜５０とクラッド３２との境界において反射することにより、様々な反射角度、即ちより多くの条件で光LTUとセンサ部４の外界との相互作用を発生させることができることになる。
【００４７】
光ファイバ部２０aからヘテロ・コア部３０のクラッド３２内に入射し、モードが崩れた光LTUとなった光は、金属膜５０との境界において反射しながらヘテロ・コア部３０の先端まで伝わる。ヘテロ・コア部３０の先端における界面４０bには鏡面となるように反射膜６０が設けられているため、光LTUは界面４０bにおいて反射し、再び金属膜５０との境界において反射しながら光ファイバ部２０a側に戻る。このように、センサ部４の先端において、モードが崩れた光LTUを反射させて戻すことにより、光ファイバ部２０a側に戻った戻り光は、ヘテロ・コア部３０を一方向に通過させただけの光と比較してより多くの相互干渉の情報を含んだ光となる。
【００４８】
ヘテロ・コア部３０においてセンサ部４の外界との間で相互作用が生じた後に再び光ファイバ部２０aのコア２１内に戻った戻り光LT３は、図１に示す戻り光LT４として光ファイバ部２０bを介して光分岐装置２に到達する。
戻り光LT４は、光分岐装置２によって２つの光に分岐される。分岐された一方の光LT６が、光ファイバ部２０eを介して信号検出器６に到達する。
【００４９】
信号検出器６は、光LT６の強度を検出する。光LT６の強度と戻り光LT３の強度との間には相関関係があるため、光LT６の強度変化を検出することによって、戻り光LT３の強度変化を知ることができる。
【００５０】
測定演算器７は、信号検出器６から送信されたデータ信号SG１に含まれる光LT６の強度の情報に基づいて、前述のように既知な測定対象の特性と光LT６の強度との予め入手されている相関関係を用いて、測定対象の特性を測定する。たとえば、測定演算器７は、測定媒質MDに含まれているグリセリンの濃度を演算により算出する。
上記の相関関係は、たとえば、図示しないメモリ等の記憶装置に、ルックアップテーブルとして記憶させておく。測定演算器７は、このメモリに適宜アクセスして、測定対象の特性と光LT６の強度との相関関係を入手する。
【００５１】
図４は、以上のティップ型光ファイバセンサ測定装置１００を用いて、たとえば、グリセリンの濃度を測定した場合に得られる、光LT６の波長と強度との関係を示すグラフである。図４において、横軸は光LT６の波長を表わしており、縦軸は光源１からの光を基準としてノーマライズした光LT６の強度を表わしている。基準とする光の強度としては、参照光検出器５によって検出した参照光LT５の強度を用いてもよいし、測定演算器７が制御信号SG２を用いて光源１に対して設定する、光LT１の設定出力光強度を用いてもよい。
【００５２】
図４に示す測定を行なう場合に、ヘテロ・コア部３０の長さclは１０mmとし、クロム膜５０aの膜厚FW１は４．４nmとし、金膜５０bの膜厚FW２は５７．０４nmに設定した。また、銀製の反射膜６０の膜厚dlは２００nmに設定した。
【００５３】
図４に示すように、様々な波長における強度を調べる掃引を実行するために、光源１としては白色光源を用いた。白色光源に対応して、参照光検出器５と信号検出器６とにはスペクトルアナライザを用いた。
【００５４】
測定媒質MDとしては水を用いた。図４のグラフにおいて、グラフGWは水が１００％の場合の結果を、グラフGG１はグリセリン濃度が２０％の場合の結果を、グラフGG２はグリセリン濃度が５０％の場合の結果をそれぞれ示している。
なお、水の屈折率は約１．３３３であり、グリセリン２０％水溶液の屈折率は約１．３５７であり、グリセリン５０％水溶液の屈折率は約１．３９８である。
【００５５】
図４に示すグラフにおいては、各グラフGW，GG１，GG２が従来よりも比較的なだらかに変化して下向きのピークが発生していることが特徴である。そして、各グラフGW，GG１，GG２は、従来よりも広い波長の範囲において互いに交わらずにプロットされている。
比較のために、従来の光ファイバセンサ測定装置を用いたときの測定結果を図９に示す。
【００５６】
図９に示すグラフは、図４と同様に横軸が波長を表わしており、縦軸が光のノーマライズした強度を表わしている。
なお、図１０に、従来の光ファイバセンサ測定装置の概略構成の一例を示す。図９に示すグラフG＿A，…，G＿Fは、図１０に示すような２つの光ファイバ部２０aの間にセンサ部４を設けた構造の光ファイバセンサ９００を用いた測定の結果得られたグラフである。２つの光ファイバ部２０aはそれぞれ、センサ部４側の端部とは反対側の端部が、光源１とスペクトルアナライザSAとにそれぞれ接続されている。
図１０におけるセンサ部４は、反射膜６０の代わりに光ファイバ部２０aを接続している以外は、図３に示す第１実施形態に係るセンサ部４と同じ構造をしている。図１０に示す光ファイバセンサ９００において、ヘテロ・コア部３０の長さclは１０mmとした。
ただし、光ファイバセンサ９００においては、クロム膜５０aの膜厚FW１は約５nmとし、金膜５０bの膜厚FW２は約６０nmと設定した。
【００５７】
図１０に示すセンサ部４は測定媒質MDに接触させられる。この状態で、光源１から出射された白色光LT＿Aが光ファイバ部２０aを伝わってセンサ部４に到達し、センサ部４においてその外界の測定媒質MDと相互作用する。センサ部４において相互作用を発生させた後の光LT＿Bは、センサ部４の後段、即ち光の出射側にある光ファイバ部２０aを伝わってスペクトルアナライザSAに到達する。スペクトルアナライザSAは、光LT＿Bの強度を検出する。
【００５８】
図９の各グラフG＿A，…，G＿Fは、たとえば、測定対象物の濃度を変化させて図１０における測定媒質MDの屈折率を変化させたときの光LT＿Bの各波長の光強度をそれぞれ示している。
グラフG＿A，G＿B，G＿C，G＿D，G＿E，G＿Fはそれぞれ、測定媒質MDの屈折率が約１．３３３，１．３４５，１．３５７，１．３７１，１．３８４，１．３９８の場合の結果をそれぞれ表わしている。
【００５９】
図４と図９とを比較すると、従来の光ファイバセンサ９００を用いた図９の場合には、５５０nm以上の波長の範囲において、図４の場合よりも各グラフが急峻に変化して下向きのピークが形成されていることが分かる。また、図９の各グラフG＿A，…，G＿Fは、互いに交差していることが分かる。
【００６０】
図９のように各グラフが交差する場合には、屈折率や屈折率から算出され得る濃度等の特性の測定に使用可能な波長が制限され、それゆえ測定が困難になる。たとえば、図９に示す波長λ1（約６５６．８nm）においては、たとえば、グラフG＿Cの場合よりもグラフG＿Eの場合の方が屈折率は大きいにもかかわらず強度はグラフG＿Cの場合よりもグラフG＿Eの場合の方が小さくなる。このように屈折率の変化の傾向と強度の変化の傾向が異なるような範囲の波長の光を測定に用いることには困難を伴う。そのため、たとえば、波長λ2（約７６９．６nm）ように屈折率の変化の傾向と強度の変化の傾向とに統一性が存在する範囲の波長の光を測定に用いる必要が生じる。
【００６１】
しかしながら、図９のように各グラフが急峻に変化する傾向にある場合には、波長λ2の場合においても、たとえば、グラフG＿A，G＿B，G＿C間のように、グラフ間の間隔が狭くなる傾向がある。このため、従来は、強度の変化から屈折率等の特性の変化を導くことが困難な傾向にあった。
【００６２】
一方、図４に示すような第１実施形態の場合には、各グラフがなだらかに変化し、かつ、グラフとグラフとの間隔が従来よりも広くなるため、たとえば、波長λ1の光を用いても容易に屈折率等の特性を測定することができる。
このように各グラフが交差せずになだらかに変化する、即ち、各波長において測定対象物の特性がより明確に現れるようになる理由は、光ファイバ部２０aの先端にヘテロ・コア部３０等のモード規定解除手段を接合し、このヘテロ・コア部３０の部分において光を反射させて光ファイバ部２０a側に戻しているためであると考えられる。つまり、ヘテロ・コア部３０において、反射角度がほぼ一定のあるモードの光が外界と相互作用するのではなくモードが崩された様々な反射角度を有する光LTUが外界と相互作用することにより、波長と強度とのグラフにおいて急峻なピークが形成されにくくなる。また、様々な反射角度を有する光LTUが外界と相互作用することにより、測定対象物の特性が検出され易くなるため測定対象物の特性の変化が強度変化として現れ易くなる。その結果、同じ波長における各グラフ間の間隔が広くなる。そして、モードが崩された光LTUがヘテロ・コア部３０の先端において反射して光ファイバ部２０a側へ戻ることにより、光LTUと外界との相互作用は単純には約２倍の回数繰り返されるため、上記のグラフ間の間隔が広くなりピークがなだらかになるという傾向は、より強くなる。
【００６３】
以上の結果を屈折率の観点からまとめ直して示すためのグラフが、図５に示すグラフである。図５のグラフにおいて、横軸は測定媒質MDの屈折率を表わしており、縦軸は信号検出器６またはスペクトルアナライザSAによって検出した光の強度を表わしている。
図５において、◆印のプロットは第１実施形態に係るティップ型光ファイバセンサ測定装置１００を用いて、波長６５６．８nm、即ち図９に示す波長λ1における屈折率と光の強度との関係を測定した場合の結果を示している。一方、■印のプロットは図１０に示す従来の光ファイバセンサ９００による測定装置を用いて、波長７６９．６nm、即ち波長λ2における屈折率と強度との関係を測定した場合の結果を示している。
【００６４】
図５に示すように、第１実施形態の場合には従来では測定が困難であった波長λ1の場合であっても強度と屈折率とがほぼ線形な関係にあり、容易に測定を実行することが可能であることが分かる。
一方、従来の場合には、強度変化の傾向と屈折率変化の傾向とに統一性が存在する波長λ2においても、強度と屈折率との間には線形性が乏しい。
強度と屈折率との間に線形性が存在する本実施形態に係る光ファイバセンサ９の方が、センサとしては好ましい。
【００６５】
以上のように、第１実施形態においては、光ファイバ部２０aの先端に、コア２１内を伝わるモードが規定された光LTMのモードの規定を解除してモードが崩れた光LTUにするモード規定解除手段を取り付ける。モード規定解除手段の内部において、モードが崩れた光LTUが外界と相互作用する。そして、外界と相互作用したモードが崩れた光LTUを、モード規定解除手段の先端の反射膜６０によって反射させてさらに外界と相互作用させる。以上により、光ファイバを用いて測定を行なう場合に、外界の測定対象物の特性を検出可能な光の波長の範囲を広げて、検出特性を線形的にすることが可能になる。
モード規定解除手段としては、市販の光ファイバを利用したヘテロ・コア部３０等の部材を使用することが可能である。光ファイバを切断してヘテロ・コア部３０とするための切断装置も市販されている。ヘテロ・コア部３０と光ファイバ部２０aとの接合にも、汎用化されている放電による融着接合を用いることができる。融着接合のための装置も市販されている。このため、ティップ型光ファイバセンサ９および測定装置１００を容易に製造することが可能である。
また、第１実施形態においては、図１０に示すように光ファイバ部２０aによってヘテロ・コア部３０を挟み込むのではなく、光ファイバ部２０aの先端にヘテロ・コア部３０を接合し、相互作用が生じた後の光を光ファイバ部２０a側へ戻す構造としている。このため、測定装置１００のような測定系全体における光ファイバの敷設・引き回しを大幅に簡略化することができる。
【００６６】
大きな強度でかつ安定してSPRを発生させるためには、金属膜５０を形成する光ファイバの表面の粗さ等の特性が重要であるが、金属膜５０を形成するヘテロ・コア部３０に市販の光ファイバを利用することができるため、表面の特性の評価が容易であり、また、その特性が安定している。したがって、本実施形態に係る光ファイバセンサ９によれば、望ましいSPRを確実に発生させることができるようになる。
また、光ファイバ部２０aのコア２１内の光を外界と相互作用させるためのヘテロ・コア部３０の外径を、光ファイバ部２０aの外径と同じ大きさにすることが可能である。これにより、センサ部４の強度を向上させることが可能になり、光ファイバセンサ９を実用的に用いることが可能になる。
第１実施形態に係る測定装置１００においては、ヘテロ・コア部３０内の光のモードを崩すことにより、外界の測定対象の特性変化を戻り光LT６の強度変化に反映させ易くなる。したがって、戻り光LT６の直接的な強度を検出することによって、測定対象の特性を検出することが可能になる。その結果、信号検出器６としてフォトダイオードのような、OTDR（Optical Time-Domain Reflectometer）よりも格段に安価な装置を適用することが可能になり、測定装置１００の価格を低減可能となる。また、ティップ型の光ファイバセンサ９を用い、たとえば、光源１としてLEDを、信号検出器６としてフォトダイオードを用いることにより、測定装置１００を小型化することも可能になる。
【００６７】
〔変形形態〕
図６は、上記第１実施形態に係る光ファイバセンサ９の変形形態を示す断面図である。
図６に示す変形形態に係る光ファイバセンサ９０は、第１実施形態に係る光ファイバセンサ９を、カバー部材７０によって挟み込んで覆った点のみが光ファイバセンサ９と異なる。したがって、同一構成要素には同一符号を付し、詳細な記述は省略する。
【００６８】
カバー部材７０は、たとえば、プラスチック等の樹脂材料によって形成する。
カバー部材７０は、たとえば、ペン型、スティック型等の、光ファイバセンサ９の長手方向に沿う形状にする。
カバー部材７０は、光ファイバセンサ９を挟み込んで固定し、光ファイバセンサ９におけるセンサ部４を含む先端部のみが測定媒質MDに接触可能になっている。
【００６９】
以上のような光ファイバセンサ９０は、光ファイバセンサ９と同様に、光ファイバコネクタ３を介して図１における光ファイバ部２０bに接続可能であり、測定対象物の濃度等の様々な特性の測定に用いることができる。
以上のようなカバー部材７０を有する光ファイバセンサ９０、およびそれを用いた測定装置によれば、第１実施形態の場合と同じ効果に加えて、センサ部４の保護や、光ファイバセンサ９を直接操作するよりもハンドリングが容易になるという効果を得ることができる。
【００７０】
〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態に係る光ファイバセンサのセンサ部４近傍での長手方向の断面図である。
第２実施形態に係る光ファイバセンサおよびそれを用いた測定装置は、金属膜５０の代わりに検出薬固定化膜５００を用いている点のみが、第１実施形態の場合と異なっている。したがって、同一構成要素には同一符号を付し、詳細な記載は省略する。
図７における（a）〜（c）は、図２の（a）〜（c）にそれぞれ対応しており、ヘテロ・コア部３０の異なる構造をそれぞれ示している。
【００７１】
検出薬固定化膜５００は、たとえば、ゾル・ゲル法によって形成する膜や高分子膜によって実現する。たとえば、分子レベルの非常に細かい孔を有する多孔性膜として検出薬固定化膜５００を形成することが、検出薬固定化膜５００が固定化する検出薬と測定対象物とをより効果的に反応可能な点で好ましい。
【００７２】
検出薬としては、たとえば、酸または塩基を検出するpH指示薬のような機能性色素や、特定の金属を検出する金属指示薬等の薬品を用いることができる。
これらの検出薬は、ゾル・ゲル法によって検出薬固定化膜５００を形成する際に混合によって検出薬固定化膜５００に固定化することもできるし、検出薬固定化膜５００に化学的に固定化することもできる。
【００７３】
上述のような検出薬は、その種類に応じて、特定の検出対象物と選択的に反応する。この反応により、検出対象物の特性（たとえば、酸であるか塩基であるか等の性質）に応じて、特定の波長の光が吸収されたり、蛍光が生じる等の現象が発生する。
この光の吸収や蛍光等の現象に応じて、スペクトルの変化や強度変化等の変化が、ヘテロ・コア部３０の内部のモードが崩れた光LTUにもたらされる。
したがって、検出薬と検出対象物との反応に基づく相互作用を受けた光LTUの戻り光LT６のスペクトル変化や強度変化を信号検出器６で検出することにより、検出対象物、つまり測定対象物の存在やpH、その種類等の特性を知ることが可能になる。
【００７４】
以上のように、第２実施形態によれば、検出薬固定化膜５００によって、特定の測定対象物と反応する検出薬をヘテロ・コア部３０に固定化している。したがって、検出薬の種類に応じて、測定対象物を選択的に測定することが可能になり、第１実施形態の場合よりもさらに高感度・高精度な測定を行なうことができる。
検出薬をセンサ部４側に固定化するため、たとえば、アンモニアの検出のように、液体に限らず気体に含まれる測定対象物の検出ならびに定量が可能である。
以上のように、検出薬の種類を変えることにより、屈折率センサや濃度センサ、pH測定センサ等の多種のセンサを実現可能となる。
【００７５】
〔第３実施形態〕
図８は、本発明の第３実施形態に係る光ファイバセンサのセンサ部４近傍での長手方向の断面図である。
第３実施形態に係る光ファイバセンサおよびそれを用いた測定装置は、金属膜５０または検出薬固定化膜５００を設けずヘテロ・コア部３０をそのままセンサ部４として用いている点が、第１、第２実施形態の場合と異なっている。それ以外の点は第１、第２実施得形態の場合とほぼ同じであるため、同一構成要素には同一符号を付し、詳細な記載は省略する。
図８における（a）〜（c）は、図２または図７の（a）〜（c）にそれぞれ対応しており、ヘテロ・コア部３０の異なる構造をそれぞれ示している。
【００７６】
第３実施形態に係る光ファイバセンサおよびそれを用いた測定装置においては、ヘテロ・コア部３０の先端に反射膜６０は設けていない。反射膜６０が無い場合であっても、ヘテロ・コア部３０とその外部の外界との屈折率差により、ヘテロ・コア部３０内の光はある程度光ファイバ部２０a側へ反射して戻る。
【００７７】
光ファイバ型センサにおいて、センサの外部の状況の特性を検出するためには、光ファイバ内の光を外部と相互作用させることさえできればよく、感度や選択性を必要としない場合には、金属膜５０や検出薬固定化膜５００は必要ない。したがって、図８に示すようにヘテロ・コア部３０のみを用いてセンサ４部を実現した場合にも、外部の状況の特性の検出は可能である。
【００７８】
ヘテロ・コア部３０のみを光ファイバ部２０aに融着接合した光ファイバセンサであっても、ヘテロ・コア部３０において光のモードが崩れることにより、検出特性を線形的にすることが可能になる。
また、測定対象物に直接接触する部分では電力を必要としないため電気防爆性、耐引火性に優れ、光による情報伝達のため遠隔モニタリングが可能であり、センサ部４の小型化・軽量化が可能、光ファイバはフレキシブルであるため様々な形状に形成可能であることなどの光ファイバセンサの特徴は保持したままにできる。
【００７９】
なお、本発明は上記の実施形態およびその変形形態に限定されない。たとえば、第２、第３実施形態に、第１実施形態の変形形態のようなカバー部材を設けても良い。また、第３実施形態に係るヘテロ・コア部３０の表面に、第１、第２実施形態のような金属膜５０または検出薬固定化膜５００を設けてもよい。
たとえば、配管からの測定対象物の漏れなどを検出したい場合には、実施形態のような測定媒質MDにセンサ部４を浸漬させる形態に限らず、配管の測定希望位置にセンサ部４を設置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、金属膜５０の種類や検出薬固定化膜５００に固定化させる検出薬の種類に応じて、たとえば、屈折率の測定、液体が存在しているか否かの液体検知、液体濃度の測定、ガス検知、ガス濃度の測定、たんぱく質の濃度測定、酸濃度測定、アルカリ度測定、その他の化学物質の検知や測定等の化学センサとして用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るティップ型の光ファイバセンサを用いた測定装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る光ファイバセンサの構成を示すための、光ファイバセンサのセンサ部近傍での長手方向の断面図である。
【図３】図２（a）に示すセンサ部の模式的な拡大断面図である。
【図４】第１実施形態に係るティップ型光ファイバセンサ測定装置を用いてグリセリンの濃度を測定した場合に得られる、光の波長と強度との関係を示すグラフである。
【図５】第１実施形態に係る光ファイバセンサ測定装置と従来の測定装置とによって得られる屈折率と光の強度との関係をそれぞれ示したグラフである。
【図６】第１実施形態に係る光ファイバセンサの変形形態を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光ファイバセンサのセンサ部近傍での長手方向の断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る光ファイバセンサのセンサ部近傍での長手方向の断面図である。
【図９】従来の光ファイバセンサ測定装置を用いたときの光の波長と強度との関係を示すグラフである。
【図１０】従来の光ファイバセンサ測定装置の概略構成の一例である。
【符号の説明】
【００８２】
１…光源
２…光分岐装置
３…光ファイバコネクタ
４…センサ部
５…参照光検出器
６…信号検出器（光検出手段）
７…測定演算器（測定手段）
９…ティップ型光ファイバセンサ
２０a〜e…光ファイバ部
２１，３１…コア
２２，３２…クラッド
３０…ヘテロ・コア部
５０…金属膜
６０…反射膜
１００…ティップ型光ファイバセンサ測定装置
５００…検出薬固定化膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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